吲哚菁绿-利妥昔单抗在制备乳腺癌前哨淋巴结示踪剂的应用

摘要

本发明公开了一种吲哚菁绿-利妥昔单抗在制备乳腺癌前哨淋巴结示踪剂的应用，通过吲哚菁绿-利妥昔单抗偶联的特异性示踪剂进行前哨淋巴结活检时，由于特异性示踪剂仅使前哨淋巴结荧光显像而无次级淋巴结显像，因此进行活检时不必再循荧光显像的淋巴管找寻前哨淋巴结，只需术中用红外线荧光显像系统探测荧光显像的前哨淋巴结的位置，将前哨淋巴结周围组织解剖游离后，直接解剖检出荧光显像定位的前哨淋巴结，从而避免了前哨淋巴结的漏检和周围组织荧光显像污染的情况。

说明书

技术领域

本发明涉及一种吲哚菁绿-利妥昔单抗制备乳腺癌前哨淋巴结的特异性示踪剂的应用。

背景技术

前哨淋巴结是乳腺癌转移的第一站淋巴结，其病理情况对乳腺癌外科手术方式及术后 综合治疗有重要的指导价值。前哨淋巴结活检是乳腺癌淋巴结分期的技术手段，准确定位 前哨淋巴结是乳腺癌前哨淋巴结活检研究一直关注的技术领域。前哨淋巴结定位的传统示 踪剂包括染料、核素、荧光等，这些均为非特异性示踪剂。其中染料法(美兰、专利蓝和 纳米碳)定位前哨淋巴结主要是通过术前在乳腺原发肿瘤周围和(或)皮下注射染料后， 然后于腋窝区域循着被染料染色的淋巴管精细解剖找到第一枚被染色的淋巴结，从而确定 前哨淋巴结的具体位置，然而这种方法需要精湛的外科解剖技巧，并且经过学习曲线后仍 存在较高的前哨淋巴结活检假阴性率，这导致前哨淋巴结活检的准确性难以把握；而核素 法(^99mTc-硫胶体)定位前哨淋巴结是通过术前于乳腺原发肿瘤周围腺体和(或)皮下注射 放射性核素后，术中利用γ探测仪探测放射性计数，依据放射性计数找到计数较高的淋巴 结，从而确定前哨淋巴结(大于最高放射性计数10％的淋巴结)的具体位置，虽然该方法 前哨淋巴结活检的准确率高、特异性好，但是在实际操作时存在放射性核素污染及医务人 员放射性损害的问题，而且其中的硫胶体并没有通过中国食品药品监督管理局的批准，限 制了其在临床实际工作中的推广使用；荧光法(吲哚菁绿)定位前哨淋巴结的方法与染料 法相似，主要是通过术前在乳腺原发肿瘤周围和(或)皮下注射荧光示踪剂后，术中利用 近红外荧光显像仪循荧光显像发亮的淋巴管找到第一枚荧光显像阳性的淋巴结，从而定位 前哨淋巴结的具体位置，然而由于荧光示踪剂分子需要近红外光源激发，其被激发所释放 出荧光的穿透力只有9mm左右，所以活检过程中很难发现位置较深的淋巴管，从而导致前 哨淋巴结的漏检，而位置较浅的淋巴管虽然可以清晰地发现荧光显像但在离断后其内的荧 光示踪剂随淋巴液一起漏出，极易造成淋巴管周围组织荧光示踪剂显像污染，导致难以辨 识淋巴管的位置，最终造成前哨淋巴结漏检，这也不是理想的前哨淋巴结示踪剂。另外， 目前特异性的前哨淋巴结显像剂^99mTc-利妥昔单抗的制备工艺较复杂，需经过抗体修饰、修 饰后分离、抗体分装、抗体标记以及分离纯化等等步骤，而且在制备、使用等过程中相关 人员不可避免的会直接接触到放射性物质，因此极易造成实验技师、外科医生、病理科医 生等相关人员的放射性损伤，另外该方法制备的利妥昔单抗与放射性核素的标记率有时仅 为90％，难以满足前哨淋巴结显像和定位的要求，容易导致显像不准确情况的出现。

目前存在的利妥昔单抗与吲哚菁绿结合的产物仅用于离体细胞检测的诊断，并未在乳 腺癌前哨淋巴结活检显像与定位方面进行应用，并且利妥昔单抗与吲哚菁绿结合的制备方 法并无详细操作步骤和具体配备剂量的说明，而且在前哨淋巴结活检方面目前并无应用的 报道和研究。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种吲哚菁绿-利妥昔单抗在制备乳腺癌前 哨淋巴结示踪剂的应用。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

吲哚菁绿-利妥昔单抗在制备乳腺癌前哨淋巴结示踪剂的应用。

上述乳腺癌前哨淋巴结示踪剂吲哚菁绿-利妥昔单抗的制备方法，包括以下步骤：

在室温条件下，将利妥昔单抗溶液和吲哚菁绿溶液迅速振荡混匀反应；然后移入用半透膜 制成的透析袋中，在室温避光条件下浸入灭菌注射用水的透析液中进行透析，连续透析至 无吲哚菁绿浸入透析液，收集透析袋中的利妥昔单抗与吲哚菁绿的偶联物，制成吲哚菁绿- 利妥昔单抗结合的新型示踪剂。

具体包括以下步骤：

(1)分别配制利妥昔单抗溶液和吲哚菁绿溶液；

(2)将吲哚菁绿溶液缓慢滴入利妥昔单抗溶液中，此时形成混合溶液，在室温下迅速 振荡混匀反应，从而使大分子利妥昔单抗与小分子吲哚菁绿进行充分的偶联反应；

(3)偶联反应后将装有偶联反应物的离心管进行离心沉淀，观察有无沉淀生成，若有 沉淀生成，则去除离心管底部的沉淀后，取上清液置于半透膜制成的透析袋中；若无沉淀 生成，则直接将混合液置于半透膜制成的透析袋中；

(4)在室温避光条件下将步骤(3)中的透析袋浸入灭菌注射用水的透析液中，以偶联 反应物混合液与灭菌注射用水体积比1:200的比例进行透析，先用流水进行透析5分钟，随 后将透析袋置于灭菌注射用水中继续进行透析，每2小时更换透析液，取每次透析结束更 换的透析液进行荧光脉管系统成像仪检测，确定偶联物中有无游离的小分子吲哚菁绿，通 过此方法能将透析袋中的小分子吲哚菁绿完全洗脱出去，透析12小时后，吲哚菁绿经过偶 联反应结合到利妥昔单抗上，然后收集利妥昔单抗与吲哚菁绿的偶联反应物，制成吲哚菁 绿-利妥昔单抗结合的新型示踪剂。

步骤(1)中，配制利妥昔单抗溶液的步骤如下：在室温条件下，按照无菌操作原则 将100mg利妥昔单抗用10ml灭菌注射用水配制成10mg/ml的溶液，置于50ml无菌离心管 内冷藏(2-8℃)，保存备用。

步骤(1)中，配制吲哚菁绿溶液的步骤如下：在室温条件下，将25mg吲哚菁绿用10ml 灭菌注射用水配制成浓度为2.5mg/ml的溶液，置于50ml无菌离心管内避光保存备用。

步骤(2)中，吲哚菁绿溶液需在5分钟内完全加入利妥昔单抗溶液，注意避免气泡的 产生。具体的反应原理为小分子吲哚菁绿中的含硫活性基团在室温中性环境条件下与大分 子利妥昔单抗中的自由氨基相结合，主要为赖氨酸的ε-氨基，可标记15-20个小分子吲哚菁 绿。大分子利妥昔单抗与小分子吲哚菁绿的偶联反应式如下：

步骤(2)中，采用电磁搅拌器振荡混匀反应，时间为5分钟。

步骤(2)中，所述混合溶液中利妥昔单抗和吲哚菁绿的质量比为4～32:1，其中，利 妥昔单抗的质量浓度为5mg/ml～8.89mg/ml。

优选的，步骤(2)中，所述混合液中利妥昔单抗和吲哚菁绿的质量比为4:1、6:1，其 中，利妥昔单抗的质量浓度为5mg/ml～6mg/ml。

步骤(3)中，偶联反应物进行离心沉淀的时间为20分钟，转速为3000r/分钟。

步骤(3)中，所述半透膜的直径为22mm，截留分子量为4000-6000道尔顿。

本发明的有益效果是：吲哚菁绿是乳腺癌前哨淋巴结活检的传统荧光示踪剂，是一种 具有含硫活性基团的小分子化合物，可以被荧光脉管系统成像仪前的近红外光源(760nm) 激发产生荧光(820-830nm)，所产生的荧光可以穿透人体组织，利用成像仪可清晰直观地 观察到淋巴管的引流途径和前哨淋巴结的显像位置，但是其在前哨淋巴结活检方面的显像 率高、敏感性高和准确性低，极易导致前哨淋巴结以外的次级淋巴结显像，而利妥昔单抗 是针对淋巴结中B淋巴细胞膜上CD20分子的特异性人源化单克隆抗体，能够与淋巴结内 CD20+的分子特异性结合，并且结合后不易解离，另外其具备有与其他小分子结合的结构 域，能够与小分子物质进行偶联反应。将大分子的利妥昔单抗与小分子的吲哚菁绿进行偶 联，小分子吲哚菁绿中的含硫活性基团在室温中性环境条件下与大分子利妥昔单抗中的自 由氨基(主要为赖氨酸的ε-氨基)相结合，每个大分子的利妥昔单抗能偶联15-20个小分子 吲哚菁绿，新形成的偶联物综合了以上两种试剂的特点，既能够在近红外线的激发下使前 哨淋巴结荧光显像又能特异的定位前哨淋巴结。通过吲哚菁绿-利妥昔单抗特异性示踪剂进 行前哨淋巴结活检时，由于特异性示踪剂仅使前哨淋巴结荧光显像而无次级淋巴结显像， 因此进行活检时不必再循荧光显像的淋巴管找寻前哨淋巴结，只需术中用红外线荧光显像 系统探测荧光显像的前哨淋巴结的位置，将前哨淋巴结周围组织解剖游离后，直接解剖检 出荧光显像定位的前哨淋巴结，从而避免了前哨淋巴结的漏检和周围组织荧光显像污染的 情况。

附图说明

图1是大分子利妥昔单抗与吲哚菁绿分子偶联结合示意图。

图2是吲哚菁绿-利妥昔单抗特异性示踪剂与前哨淋巴结中CD20+分子结合示意图。

图3是透析液中吲哚菁绿-利妥昔单抗结合示意图。透析液中无吲哚菁绿及利妥昔单抗 浸出，说明吲哚菁绿与利妥昔单抗充分偶联。

图4是非还原型SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳图。8％非还原型SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 检测吲哚菁绿-利妥昔单抗的分子完整性，1为蛋白质分子量标准，2为利妥昔单抗，3为吲 哚菁绿-利妥昔单抗。

图5是ELISA法检测吲哚菁绿-利妥昔单抗的免疫活性示意图，1为阴性对照，2为利 妥昔单抗，3为吲哚菁绿-利妥昔单抗。

图6是吲哚菁绿-利妥昔单抗示踪剂注射后小鼠腹股沟前哨淋巴结荧光显像图。

图7是48小时后吲哚菁绿-利妥昔单抗示踪剂注射后小鼠腹股沟前哨淋巴结荧光显像。

图8是荧光脉管系统成像仪中的图像，与磷屏显像仪中的前哨淋巴结位置一致。

图9示：将吲哚菁绿-利妥昔单抗新型示踪剂注射于乳晕周围腺体层内，荧光显像仪显 示注射点荧光显像阳性。

图10示：手术中利用新型示踪剂定位进行乳腺癌前哨淋巴结并进行前哨淋巴结活检， 位置固定且荧光显像阳性的为前哨淋巴结。

具体实施方式

实施例1

吲哚菁绿-利妥昔单抗在制备乳腺癌前哨淋巴结示踪剂的应用。

在室温条件下，按照无菌操作原则将100mg利妥昔单抗(美罗华100mg美国罗氏公 司)用10ml灭菌注射用水(灭菌注射用水5ml天津药业集团新郑股份有限公司)配制成 10mg/ml的溶液，置于50ml无菌离心管内冷藏(2-8℃)保存备用；将25mg吲哚菁绿(注 射用吲哚菁绿25mg丹东医创药业)用10ml灭菌注射用水配制成浓度为2.5mg/ml的溶液， 置于50ml无菌离心管内避光保存备用。在室温条件下，分别取6份体积为0.5ml的已配制 完成的10mg/ml利妥昔单抗溶液置于10ml离心管中，而后取利妥昔单抗与吲哚菁绿质量比 为3:1、4:1、6:1、12:1、30:1及32:1的相应体积的2.5mg/ml吲哚菁绿溶液，将吲哚菁绿溶 液缓慢滴入利妥昔单抗溶液中，5分钟内加完，注意避免气泡的产生，在室温下用电磁搅拌 器迅速振荡混匀反应5分钟，从而使大分子利妥昔单抗与小分子吲哚菁绿进行充分的偶联 反应，具体的反应原理为小分子吲哚菁绿中的含硫活性基团在室温中性环境条件下与大分 子利妥昔单抗中的自由氨基相结合，主要为赖氨酸的ε-氨基，可标记15-20个小分子吲哚菁 绿。观察离心管内偶联反应后有无沉淀生成，在实验过程中发现按利妥昔单抗与吲哚菁绿 的质量为3:1混合偶联时会出现大量沉淀，经过分析确定为吲哚菁绿成分浓度过高引起的沉 淀，其他质量比例的制备过程中均未见沉淀，鉴于沉淀会影响前哨淋巴结显像的情况因此 不建议使用3:1质量比的示踪剂进行前哨淋巴结定位。若有沉淀产生，则将将装有偶联反应 物的离心管进行离心沉淀(3000r/min×20min)去除离心管底部的沉淀后，取上清液置于用 直径为22mm截留分子量为4000-6000道尔顿的半透膜制成的透析袋中，若无沉淀产生则 将混合液直接置于透析袋中，在室温避光条件下浸入灭菌注射用水的透析液中以偶联反应 物混合液与灭菌注射用水体积比为1:200的比例进行透析，先用流水进行透析5分钟，之后 用灭菌注射用水进行大量透析，如图3所示，每2小时更换灭菌注射用水透析液，取每次 透析结束更换的透析液进行荧光脉管系统成像仪(MDM-I型荧光脉管系统成像仪,廊坊明 德生物医药技术有限公司)检测，确定偶联物中有无游离的小分子吲哚菁绿，而且通过此 方法能将透析袋中的小分子吲哚菁绿完全洗脱出去，利妥昔单抗与吲哚菁绿质量比为4:1、 6:1、12:1、30:1及32:1的偶联物在透析12小时之后均未见吲哚菁绿浸入透析液，说明吲哚 菁绿经过偶联反应完全结合到利妥昔单抗上，然后收集利妥昔单抗与吲哚菁绿的偶联物， 吲哚菁绿-利妥昔单抗偶联物形成的产物的结构示意图如图1所示。在实验过程中发现按利 妥昔单抗与吲哚菁绿的质量为3:1混合偶联时会出现沉淀，经过分析确定为吲哚菁绿成分浓 度过高引起的沉淀，其他浓度比例的制备过程中均未见沉淀，鉴于沉淀会影响前哨淋巴结 显像的情况因此不建议使用3:1浓度比的示踪剂进行前哨淋巴结定位。图2是吲哚菁绿-利 妥昔单抗特异性示踪剂与前哨淋巴结中CD20+分子结合示意图。

实施例2检测吲哚菁绿-利妥昔单抗偶联反应物的分子完整性：

采用8％非还原型SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳检测吲哚菁绿-利妥昔单抗的分子完整性， 以利妥昔单抗为阳性对照，确定吲哚菁绿-利妥昔单抗分子的完整性，采用实施例1中利妥 昔单抗与吲哚菁绿质量比为4:1、6:1、12:1、30:1及32:1的偶联反应物均未出现明显降解 条带，如图4所示(以上质量比例的偶联反应物凝胶图谱结果一致，均未见降解条带)，说 明二者偶联产物的分子结构是完整的。

实施例3检测吲哚菁绿-利妥昔单抗偶联物的免疫活性：

双抗体夹心间接酶联免疫测定(ELISA)法检测吲哚菁绿-利妥昔单抗的免疫活性，兔 抗鼠IgG-Fab抗体为包被抗体，质量分数为1％的牛血清白蛋白封闭1小时，加入实施例1 中利妥昔单抗与吲哚菁绿质量比为4:1、6:1、12:1、30:1及32:1的偶联物，在室温条件下 避光反应2小时，加入辣根过氧化物酶标记的羊抗人IgG-Fc段抗体，在室温条件下避光反 应1小时，盐酸邻苯二胺显色，酶联仪测定A_412nm值，如图5所示，结果显示利妥昔单抗 与吲哚菁绿质量比为4:1、6:1、12:1、30:1及32:1的偶联反应物显色反应呈阳性，OD₄₁₂未 见明显差异，此结果说明偶联的吲哚菁绿-利妥昔单抗免疫活性未发生改变。

实施例4吲哚菁绿-利妥昔单抗偶联示踪剂的无菌性

分别取实施例1中0.5ml利妥昔单抗与吲哚菁绿质量比为4:1、6:1、12:1、30:1及32:1 的偶联物移入含有10％胎牛血清培养液的1640细胞培养基中进行细菌检测，在37℃下培养 1周，结果显示吲哚菁绿-利妥昔单抗偶联产物中无细菌检出，说明偶联产物是无菌的。

实施例5吲哚菁绿-利妥昔单抗偶联示踪剂的生物安全性

动物实验结果显示，取实施例1中相当于人体局部注射用量10倍与100倍的质量比为 4:1、6:1、12:1、30:1及32:1的偶联物注射于无菌级小鼠(共20只每组4只Balb/c小鼠北 京华阜康生物技术有限公司)后肢足垫皮下，观察4个周后均未见小鼠死亡，说明了吲哚 菁绿-利妥昔单抗偶联产物在生物安全性方面是安全的。

实施例6吲哚菁绿-利妥昔单抗前哨淋巴结活检显像的准确性：

分别将实施例1中10ul利妥昔单抗与吲哚菁绿质量比例4:1、6:1、12:1、30:1及32:1 吲哚菁绿-利妥昔单抗示踪剂分别注射于50只(每个质量比例的10只)无菌级小鼠的后肢 足垫皮下，用荧光脉管显像仪探测注射12:1、30:1及32:1特异性示踪剂的小鼠均有无前哨 淋巴结显像的情况出现，因此利妥昔单抗与吲哚菁绿质量比例为4:1、6:1的偶联产物是进 行前哨淋巴结活检显像的最佳示踪剂，注射了这两种质量比例示踪剂的小鼠首次出现腹股 沟前哨淋巴结的时间分别为13.62±1.79分钟和10.07±1.40分钟(如表1所示)，而且48小 时以后仍只有前哨淋巴结显像而未见次级淋巴结显像，如图6和7所示，说明了该示踪剂 能够准确定位前哨淋巴结而无次级淋巴结显像。另外，将注射了特异性示踪剂吲哚菁绿-利 妥昔单抗并且已经利用荧光脉管显像仪明确定位前哨淋巴结位置的10只小鼠的后肢足垫皮 下注射10ul前哨淋巴结标准示踪剂^99mTc-硫胶体(10uCi,185kBq)，注射后2分钟用γ探测 仪(Neoprobe 2000美国强生公司)定位放射性活性的前哨淋巴结位置并用磷屏显像仪 (Cyclone磷屏成像系统美国Packard公司)进行小鼠腹股沟前哨淋巴结显像，如图8所示， 结果显示探测仪定位的前哨淋巴结位置与吲哚菁绿-利妥昔单抗定位的前哨淋巴结位置一 致，荧光脉管系统成像仪中的图像与磷屏显像仪中的前哨淋巴结的位置也一致，说明特异 性示踪剂吲哚菁绿-利妥昔单抗特异性示踪剂与核素示踪剂一样能够准确定位前哨淋巴结。

表1利妥昔单抗与吲哚菁绿不同质量比例偶联的示踪剂首次出现前哨淋巴结的时间(单位： 分钟)

实施例7

术前5分钟将0.1ml采用实施例1中利妥昔单抗和吲哚菁绿的质量比为4:1(偶联前混 合溶液中利妥昔单抗的质量浓度为5mg/ml)制得的新型示踪剂用无菌注射用水稀释至1ml， 在乳腺超声引导下将其注射于乳腺癌患者患侧乳腺6点和12点位的腺体内(共1ml每点注 射0.5ml)，术中利用红外线脉管系统荧光成像仪进行前哨淋巴结显像(图9)，准确定位吲 哚菁绿荧光显像阳性前哨淋巴结(图10)的具体位置，并进行前哨淋巴结活检(图10)， 对检出的前哨淋巴结再次进行荧光显像以确定其准确性，结果表明制得的新型示踪剂能够 准确定位前哨淋巴结。将检出的乳腺癌前哨淋巴结送检术中快速病理及常规病理，确定前 哨淋巴结的病理情况，指导进一步的外科手术处理和乳腺癌术后的综合治疗。